本发明涉及复合材料，具体涉及一种原位自增强的聚甲醛/聚乙烯复合材料及制备方法，属于高分子材料改性技术领域。
背景技术：
聚乙烯工业化已经有60多年的历史，是现在世界上产量最大，品种繁多的最重要的合成树脂之一。在满足最终用途的前提下,与其他聚合物和非聚合物材料相比,聚乙烯树脂以其价廉质优而具有强劲的竞争力,已发展成生产量大，用途宽广的一类最重要的通用树脂。但是聚乙烯还存在部分缺点，它的拉伸强度低，强度刚性低，这些缺点限制了聚乙烯作为结构材料的使用。美国GKiss提出在加工过程中对材料施加外力场而形成原位增强的技术，因其增强纤维分散均匀，增强效果好；诱导基体材料结晶，力学性能提高等优点而引起了各国学者的广泛关注。目前行业中利用液晶材料制备原位增强材料的方法较为普遍，但是通过有机刚性粒子通过自增强的方式改善聚乙烯产品的研究较少。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种原位自增强的聚甲醛/聚乙烯复合材料及制备方法，本材料在刚度提高的同时保持较好的冲击性能。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种原位自增强的聚甲醛/聚乙烯复合材料，其以重量份计的成分构成为，聚乙烯70-100；聚甲醛10-30；聚乙二醇单甲醚0.05-1。所述聚乙烯为高密度聚乙烯，在温度为190℃、压力为0.325kg条件下的熔融指数为1-25g/10min。所述聚甲醛为注塑级，在温度为190℃、压力为0.325kg条件下的熔融指数为1-25g/10min。所述聚乙二醇单甲醚为低分子量材料。一种原位自增强的聚甲醛/聚乙烯复合材料制备方法，按照上述配方配料，将聚乙烯、聚甲醛和聚乙二醇单甲醚加入到双螺杆挤出造粒机上进行挤出造粒，挤出造粒机料筒温度为135-205℃，并将制得的共混物料粒在60-100℃下干燥箱内干燥，最后用干燥好的料粒进行注塑，注塑机料筒温度为140-200℃，通过注塑即得到原位自增强的聚甲醛/聚乙烯复合材料。与现有方法相比，本发明具有如下有益效果：1）利用有机刚性粒子聚甲醛通过注塑方式形成自增强纤维可以提高聚乙烯材料的力学性能，并且可以避免添加玻纤等宏观纤维造成的树脂基的粘度增加，流动性能变差，加工成本变高，废旧料回收利用时因纤维断裂而使聚合物材料性能急剧恶劣等问题。2）本材料在刚度提高的同时保持较好的冲击性能。3）本发明聚甲醛原位增强聚乙烯复合材料，适用性广，提高了聚乙烯的应用范围。具体实施方式本发明将聚甲醛材料与聚乙烯材料进行共混并通过注塑的方式使聚甲醛在聚乙烯机体内形成纤维结构提高其强度，同时聚乙二醇单甲醚的使用，使聚乙烯材料在刚度提高的同时保持较好的冲击性能。具体配方为：以重量份计，聚乙烯70-100；聚甲醛10-30；聚乙二醇单甲醚0.05-1。其中聚乙烯为高密度聚乙烯，在温度为190℃、压力为0.325kg条件下的熔融指数为1-25g/10min。聚甲醛为注塑级，在温度为190℃、压力为0.325kg条件下的熔融指数为1-25g/10min。聚乙二醇单甲醚为低分子量材料。以下给出3个优选配方实例（均以重量份计）：例1、聚乙烯70；聚甲醛30；聚乙二醇单甲醚0.05-1。例2、聚乙烯80；聚甲醛20；聚乙二醇单甲醚0.05-1。例3、聚乙烯90；聚甲醛10；聚乙二醇单甲醚0.05-1。本发明聚甲醛/聚乙烯复合材料按如下方法制备，将聚乙烯、聚甲醛和聚乙二醇单甲醚加入到双螺杆挤出造粒机上进行挤出造粒，挤出造粒机料筒温度为135-205℃，并将制得的共混物料粒在60-100℃下干燥箱内干燥（通常为4h），最后用干燥好的料粒进行注塑，注塑机料筒温度为140-200℃，通过注塑即得到原位自增强的聚甲醛/聚乙烯复合材料。从机理上来说，将聚甲醛与聚乙烯材料共混形成的复合材料在注塑这种加工方法的作用下，既存在拉伸流动同时也存在剪切流动，在这种受力情况下刚性粒子聚甲醛会形成微纤结构，起到增强的作用。与此同时，聚乙烯材料内部堆砌的折叠链片晶及球状结构在力的作用下伸展，在聚乙二醇单甲醚助剂的作用下，聚乙烯材料和聚甲醛材料的界面发生很大程度上的改善，相容性增加，从而使复合材料的性能进一步提升。下面结合制备实施例对本发明作进一步说明。实施例1：实施例1的配方为(重量份)：高密度聚乙烯80；聚甲醛20；聚乙二醇单甲醚0.1。制备方法为：首先按照各组分含量进行配料，然后将兰州石化的高密度聚乙烯（HDPE），云天化的聚甲醛（POM），海安石化的聚乙二醇单甲醚（MPEG）加入到双螺杆挤出造粒机上进行挤出造粒，一区-九区的温度分别为145、165、185、190、190、195、195、195、195℃，并将制得的共混物料粒在80℃下干燥箱内干燥4h；最后用干燥好的料粒进行注塑，注塑机料筒各段温度分别为170、185、195、200℃。材料的性能测试结果见表1。实施例2：实施例2的配方为(重量份)：高密度聚乙烯80；聚甲醛20；聚乙二醇单甲醚0.3。制备方法为：首先按照各组分含量进行配料，然后将兰州石化的高密度聚乙烯（HDPE），云天化的聚甲醛（POM），海安石化的聚乙二醇单甲醚（MPEG）加入到双螺杆挤出造粒机上进行挤出造粒，一区-九区的温度分别为145、165、185、190、190、195、195、195、195℃，并将制得的共混物料粒在80℃下干燥箱内干燥4h；最后用干燥好的料粒进行注塑，注塑机料筒各段温度分别为170、185、195、200℃。材料的性能测试结果见表1。实施例3：实施例3的配方为(重量份)：高密度聚乙烯80；聚甲醛20；聚乙二醇单甲醚0.5。制备方法为：首先按照各组分含量进行配料，然后将兰州石化的高密度聚乙烯（HDPE），云天化的聚甲醛（POM），海安石化的聚乙二醇单甲醚（MPEG）加入到双螺杆挤出造粒机上进行挤出造粒，一区-九区的温度分别为145、165、185、190、190、195、195、195、195℃，并将制得的共混物料粒在80℃下干燥箱内干燥4h；最后用干燥好的料粒进行注塑，注塑机料筒各段温度分别为170、185、195、200℃。材料的性能测试结果见表1。实施例4：实施例4的配方为(重量份)：高密度聚乙烯80；聚甲醛20；聚乙二醇单甲醚0.7。制备方法为：首先按照各组分含量进行配料，然后将80份兰州石化的高密度聚乙烯（HDPE），20份云天化的聚甲醛（POM），0.7份海安石化的聚乙二醇单甲醚（MPEG）加入到双螺杆挤出造粒机上进行挤出造粒，一区-九区的温度分别为145、165、185、190、190、195、195、195、195℃，并将制得的共混物料粒在80℃下干燥箱内干燥4h；最后用干燥好的料粒进行注塑，注塑机料筒各段温度分别为170、185、195、200℃。材料的性能测试结果见表1。将上述实施例1-4制备的聚乙烯组合物按国标制成样条，分别测试其相关的性能，与纯聚乙烯样条测试比较结果见下表1：表1聚甲醛原位增强聚乙烯性能根据上表数据分析可得，本发明制备的聚甲醛原位自增强聚乙烯复合材料具备良好的性能。其中实施例4得到的聚甲醛原位自增强聚乙烯复合材料性能最优。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。